Что такое подрессоренные массы автомобиля
Матчасть 17. Подрессоренные и неподрессоренные массы
Доброе утро, любители пошевелить извилинами, и те кто просто случайно попал сюда)
по просьбам трудящихся мы сегодня «покурим» пятничную тему, которая проста и ненавязчива)
Для простого обывателя выдам сразу простое определение: все что на подвеске, то подрессоренное, что не болтается на подвеске, то не подрессоренное.
то есть в момент езды, подрессоренная скачет, а не подрессоренная повторяет все неровности, для тех кто не понял о чем я, пойдем в картинку
просто, наглядно без заморочек
Соотношение неподрессоренных и подрессоренных масс в автомобиле составляет в среднем 1:15
К неподрессоренным массам относятся: колеса, шины, ступицы колес, тормозные барабаны или диски, рессоры, рычаги подвески, амортизаторы и пружины.(согласно стандарту DIN торсионные валы — уже подрессоренная масса)
Вес стабилизатор поперечной устойчивости 50/50 то есть половина засчитывается туда, половина туда(чуть позже вы поймете зачем)
Числовое значение неподрессоренных и подрессоренных масс необходимо для расчёта характеристик колебаний автомобиля, которые определяют плавность его хода и, соответственно, комфортабельность.
В общем случае, чем больше неподрессоренная масса — тем хуже плавность хода, и напротив — чем она меньше, тем ход автомобиля плавней. Точнее говоря, всё зависит от соотношения подрессоренной и неподрессоренной масс.
При наезде колеса на дорожную неровность оно поднимается и передает усилие на кузов, действуя через упругий элемент. Воздействие этого перемещения колеса на перемещение кузова зависит от того, насколько кузов тяжелее колеса и всего, что соединено с ним, — другими словами, от соотношения подрессоренных и неподрессоренных масс. Чем меньше величина неподрессоренных масс, тем меньшее воздействие на плавность хода оказывает движение по неровной дороге. Это явилось основной причиной перехода к независимым подвескам, которые не имеют тяжелой балки, соединяющей колеса, и в которых только само колесо и все, что связано с ним, является неподрессоренным.
Большая величина отношения подрессоренных и неподрессоренных масс оказывает влияние не только на плавность хода, но и на способность автомобиля держать дорогу. Чем тяжелее кузов относительно колеса, тем быстрее колесо возвращается на место постоянного контакта, после того как оторвется от дороги при наезде на неровность. Поэтому конструкторы современных автомобилей стремятся максимально снизить величину неподрессоренных масс.
Допустим есть некий автомобиль массой 1300 кг и мощностью 100 л.с.
Стандартное колесо которого имеет массу 16 кг.
Если мы поставим на него колеса массой 11 кг при неизменном диаметре — насколько изменится динамика авто?
Есть следующие мнения на этот счет:
1. Снятие с каждого колеса 1 кг равноценно снятию с кузова 20 кг.;
2. Снятие с одного колеса 1 кг равноценно прибавке в 1 л.с.
3. Снятие с одного колеса 1 кг равноценно снятию с кузова 1 кг. (т.е. эффекта никакого).
Причина в том, что колесо, кроме того, что движется поступательно с машиной, еще и вращается. И кроме массы имеет момент инерции, то есть к инерции поступательного движения добавляется инерция вращения. Кроме этого все еще зависит от того, за счет чего снижена масса колеса. Если уменьшилась масса частей, близких к оси вращения — эффект меньше, если ближе к ободу — эффект больше.
Таким образом, если при замене дисков вы снижаете вес каждого диска на четыре килограмма (что в сумме дает 16 килограммов), то ваша машина будет ехать также плавно, как если бы в нее сели четыре пассажира, но при этом нисколько не потеряет в своих разгонных характеристиках.(если нагрузить в машину 10 кг, то она будет ехать плавнее, а если 450 то еще плавнее)
Что такое неподрессоренная масса, и на что она влияет
Неподрессоренная масса – один из терминов, часто используемых в тест-драйвах и материалах о доработке автомобилей. Обычно он упоминается в контексте замены дисков на более легкие, но само понятие неподрессоренной массы заметно шире. Разбираемся, что это такое, и на что влияет этот параметр.
Понять, что такое неподрессоренная масса, несложно: это масса, не поддерживаемая «рессорами» — ну или другими несущими элементами подвески. То есть, все, что несет на себе подвеска – это подрессоренная масса: в нее входят кузов, рама, силовой агрегат и прочие элементы «верхней части» автомобиля. Все же, что находится «ниже амортизаторов и пружин» – это неподрессоренная масса, причем сами несущие элементы подвески тоже добавляют к неподрессоренной массе часть веса.
В число составляющих неподрессоренной массы входят диски, шины, тормозные механизмы, ступичные подшипники и сами ступицы, приводные валы, полуоси, ШРУС, балки и мосты подвески, а также сами пружины и амортизаторы – и рессоры, конечно. К слову, в английском языке термин «неподрессоренная масса» звучит как « unsprung mass » – то есть, «неподпружиненная масса», что несколько проще для понимания.
Чтобы полноценно ответить на этот общий вопрос, стоит понимать, что неподрессоренная масса – это не монолитный груз, подвешенный снизу на автомобиль, а сочетание разных деталей и элементов конструкции, выполняющих разные функции. Однако в целом она влияет на следующие характеристики автомобиля:
устойчивость и стабильность автомобиля;
расход топлива и динамические характеристики.
Начнем с простого: неподрессоренная масса как таковая влияет на плавность хода. Объяснить это просто: при наезде на дорожную неровность колесо и другие элементы неподрессоренной массы поднимаются вверх, передавая определенное усилие. Оно частично гасится элементами подвески, а частично передается на кузов – и от соотношения массы кузова и неподрессоренной массы зависит то, насколько ощутимым будет передающееся усилие. Условно говоря, если стукнуть два мяча друг о друга, сильнее сдвинется тот, что будет легче. Аналогичная ситуация и здесь: чем меньше будет неподрессоренная масса относительно подрессоренной, тем меньше будет ощущаться усилие, передаваемое ей на кузов. Ну а изменять это соотношение можно только за счет уменьшения неподрессоренной массы, поскольку увеличивать ради этого массу самого автомобиля никто не станет – работа идет как раз над обратным.
Пример неоптимального соотношения неподрессоренной и подрессоренной масс можно отследить на примере пикапов. У них грузовой отсек рассчитан на перевозку сравнительно больших грузов, и когда кузов пуст, неподрессоренная масса оказывает заметно большее влияние, чем могло быть в идеальных условиях: в результате автомобиль «козлит», подпрыгивает на неровностях и не обеспечивает большого комфорта. Когда же кузов загружен, подрессоренная масса вырастает, и ее соотношение с неподрессоренной становится больше – а значит, улучшается комфорт и плавность хода.
Эти показатели напрямую проистекают из предыдущего объяснения о воздействии неподрессоренной массы на подрессоренную и их взаимного отношения. Все просто: в момент наезда на препятствие неподрессоренная масса движется вверх, и колесо разгружается, а то и вовсе отрывается от дороги. Чем выше при этом неподрессоренная масса относительно подрессоренной, тем дольше колесо будет находиться в таком «подвешенном» состоянии, и наоборот – чем тяжелее автомобиль относительно неподрессоренных масс, тем он быстрее «прижимает» их обратно к дороге.
Продолжая пример с пикапами, можно провести аналогичную параллель. Пустой пикап, двигаясь по неровной дороге, будет больше подпрыгивать на неровностях, и в повороте эти вертикальные колебания будут заметно влиять на устойчивость автомобиля: корму будет переставлять, сносить или уводить в сторону. Если же заполнить кузов грузом, вертикальные колебания кузова снизятся, и автомобиль будет увереннее вести себя в повороте, заметно меньше разгружая колеса на неровностях: это значит, что вырастут показатели устойчивости, стабильности и, в какой-то мере, управляемости.
На эти показатели более всего влияет не вся неподрессоренная масса как таковая, а прежде всего элементы, преобразовывающие крутящий момент в движение – шины, диски и приводные валы, которые в случае с зависимой подвеской также считаются частично неподрессоренной массой. Здесь действует простой принцип: более тяжелое колесо или вал труднее раскрутить и обеспечить ему постоянное вращение. Поэтому как приводные валы, так и колеса стараются сделать легкими, сохранив показатели прочности и надежности.
В случае с валами это можно иллюстрировать появлением карбоновых карданных валов, ну а колеса как один из самых легкозаменяемых элементов конструкции – буквально бесконечное поле для тюнинга и улучшения. Здесь и легкосплавные и кованые диски, и диски из карбона, и более энергоэффективные шины с меньшей массой и сниженным сопротивлением качению.
Взаимосвязь колес с расходом топлива и динамическими характеристиками очевидна: чем легче колесо, тем проще и быстрее его будет раскрутить – соответственно, на это потребуется меньше затрат энергии и меньше времени, что означает меньший расход и лучшую динамику автомобиля.
Обобщая и подытоживая все вышесказанное, можно сделать главный вывод: усилия инженеров направлены на максимальное уменьшение неподрессоренной массы. Увеличение отношения подрессоренной и неподрессоренной массы нельзя осуществить за счет увеличения подрессоренной массы, а это значит, что единственный способ реализовать желаемое отношение – уменьшить неподрессоренную. Именно поэтому в современных автомобилях мы видим алюминиевые подвески, кованые диски, независимые подвески, исключающие из неподрессоренной массы балки, мосты и карданы, и другие технические решения, направленные на ее снижение.
«СумаS6ствие». Часть 3-0: «Подвеска. Подрессоренная и неподрессоренная масса — что стоит учитывать.»
Приветствую всех, кто заглянул в гости! Я вас тоже сердечно поздравляю с Новогодними праздниками!
Сегодня мы начнем разговор на тему нашей обожаемой всеми подвески, с чем ее есть и что дальше делать, если конечно есть желание что-то делать. А желания чаще всего бывают «покомфортнее/пожестче», «повыше/пониже», «да шоб дорогу держала ого-го») Но, каждому на мой взгляд хочется добиться желаемого, при этом сделать все правильно и не принести в жертву те или иные характеристики автомобиля, которые менять не хочется.
Именно о такой своей проблеме, а точнее пути удовлетворения своих предпочтений я и расскажу в данном цикле. Основные цели, которые я преследую:
1) Сделать машину выше
2) Улучшить управляемость авто и добавить машине устойчивости в поворотах, уменьшить крены
3) Сохранить комфорт и плавность хода автомобиля и работы подвески
По сути совместить несовместимое, но чего-то добиться все равно получится, вопрос в том – чего именно? А это уже узнаем по факту.
Укажу сразу, что особыми знаниями в области подвесок моноприводных собратьев моего авто я не обладаю, да и если честно не особо есть время этим интересоваться. Именно по этой причине все мной написанное будет подразумевать «для quattro», хотя для переднего привода это может оказаться тек же верно) И да, скорее всего я буду писать об известных многим фактах и кучу другой информации, но постараюсь сделать акцент на том, о чем не всегда бывает конкретно и четко написано.
Что для нас соорудили инженеры Ингольштадта
Данные товарищи в свое время наделили наши автомобилями тремя основными вариантами подвески:
1) Комфорт (он же стандарт и наиболее распространен)
Ничего сверхъестественного – спереди старый добрый Макферсон, передний стабилизатор 26 мм диаметром, сзади независимая подвеска. Машина сидит достаточно высоко за счет пружин, вперед предусмотрена установка масляных амортизаторов, назад – только газовые. Больше ничего особенного в этом варианте подвески нет. Автомобиль должен был иметь достаточный дорожный просвет, комфортно проходить неровности дороги и обеспечивать достаточную управляемость для спокойного перемещения по трассе.
2) Спорт-подвеска (опционально ставилась на A6 C4/4A и повально на S6 C4/4A)
Здесь все немного интереснее. Спереди по устройству тот же Макферсон, только стабилизатор поперечной устойчивости уже 28 мм в диаметре. Сзади появляется свой стабилизатор поперечной устойчивости. Пружины для спортивной подвески шли с занижением, а амортизаторы — газовые вкруг. Благодаря такой компоновке авто сидел ниже, был более собранным и управляемым, стабильным в поворотах на высокой скорости, однако в жертву приносился клиренс совместно с комфортностью езды по различного рода «неровностям».
3) Подвеска с регулируемым дорожным просветом
Особенности, в данном исполнении, касаются задней подвески. С такой опцией устанавливались специальные амортизаторы, а машина дополнялась системой контроля посадки кормы, и двухконтурным насосом ГУР. Машина в таком исполнении умела распознавать изменения высоты посадки кормы (нагрузки) и для возвращения дорожного просвета в «исходное состояние» подкачивала задние амортизаторы, уничтожая просадку задней оси. Опция интересная и редкая.
С базовыми опциями ознакомились. Но в процессе поиска информации наткнулся на различные рассуждения о «подрессоренной, неподрессоренной массе автомобиля и их соотношении». Написано об этом много, в комментариях возня разведена, а конкретики нихрена чего-то не появилось, точнее вроде все есть, но точной 100% формулировки ни у кого не прочитал. Собственно поэтому я решил немного сам порыться в материале и поискать что-нибудь из документов, упоминающих данные понятия.
Я решил найти что-то из разряда ГОСТ, притом желательно действующего. И мне даже удалось сыскать) Хотя единственный документ, который дал мне четкие определения подрессоренной и не подрессоренной массы, оказался чуток старше меня. Документ, который был взят за первоисточник:
Отраслевая нормаль ОН 025 305-67 «Методы определения параметров, влияющих на плавность хода автомобиля». Утвержден был 13.10.1967 года.
Однако я не думаю, что такие вполне фундаментальные понятия за 50 лет капитально изменились, ведь принципиально машины все те же – кузов на 4-х колесах, закрепленных через подвеску. Да и мой опыт работы с современными документами и документами эпохи СССР подсказывает, что тогда больше думали, прежде чем испачкать бумагу, так что данный источник считаю достоверным (если конечно кто знает документы свежее и актуальнее, то буду рад ознакомиться).
В соответствии с документом:
1) Неподрессоренная масса – «К массе передних и задних неподрессоренных частей относится масса всех деталей (колеса, оси, поворотные кулаки, тормоза и т.д.), нагрузка от которых не передается через рессоры». Имеется ввиду нагрузка на дорожное покрытие, создаваемая частями автомобиля, если формулировка не совсем понятна.
2) Подрессоренная масса – «К массе подрессоренных частей автомобиля относится масса всего автомобиля за вычетом массы неподрессоренных частей» Здесь все и так понятно.
3) «Масса деталей (рессор или пружин, рычагов независимой подвески, карданного вала и т.п.), связывающих колеса или оси с рамой или несущим кузовом, делится пополам и одна половина относится к неподрессоренным, а другая – к подрессоренным частям.» Это один из моментов, где мне зачастую попадались разногласия.
С определениями мы разобрались, что куда относить теперь тоже ясно, но для плавности хода данные значения масс должны иметь какое-то соотношение, и тут я тоже столкнулся с расхождением мнений на различных форумах. Копаем документы дальше, и данная величина мною тоже была обнаружена. Документ уже вполне свежий, я бы даже сказал – действующий, но очень неожиданный) Встречаем:
ГОСТ 33101-2014 «Дороги автомобильные общего пользования. Покрытия дорожные. Методы измерения ровности»
И вот казалось бы, какая связь? А такая, что один из методов определения «ровности дорожного покрытия» заключается в измерении с применением автомобильной установки, «предусматривающее определение интенсивности (уровня) вертикальных колебаний прицепного прибора относительно подрессоренного кузова, выражаемое в виде суммарного перемещения неподрессоренной массы относительно подрессоренной на 1 км дороги (см/км)».
Другими словами, буксируемая установка с датчиками имитирует движение «сбалансированного по плавности хода автомобиля» или как это названо «эталонного автомобиля» по проверяемому участку дороги. Так вот в документе есть конкретный параметр «Соотношение неподрессоренной и подрессоренной масс» и он равен 0,15.
Таким образом получается, что в эталонном варианте, для обеспечения плавности хода автомобиля, неподрессоренная масса должна составлять около 15% подрессоренной массы. Говоря иначе, должна быть в 6,67 раз легче подрессоренной массы.
Для чего это соотношение нам может быть нужно? Все просто. Если мы увеличиваем неподрессоренную массу и она выходит за пределы 15% от подрессоренной массы, то начнется потеря плавности хода и комфортности. Объясняется все очень просто — чем больше масса тела (в нашем случае колеса, стойка в сборе), тем больший импульс оно передает другому телу при столкновении, соответственно кочки будут ощущаться лучше. Так же паразитно на параметр плавности хода влияет уменьшение подрессоренной массы без уменьшения неподрессоренной. Ну и соответственно при обратных действиях — все наоборот. Облегчение колес и стоек положительно, утяжеление кузова также добавит плавности. Но на мой взгляд все должно быть пропорционально.
Еще встречал, что в ту же топку про массы закидывают и динамику автомобиля. Я бы назвал это спорным и вообще отнес в «отдельную дисциплину», т.к. здесь больше сказывается именно масса колеса в сборе, нежели неподрессоренной массы в целом. А это моменты инерции и прочая гадость, короче даже заморачиваться не хочу.
На этом пока все. Основная информация, которая может нам понадобится при «постройке подвески» изложена с более менее конкретными формулировками. Разницу наших базовых подвесок и подсчет цифр рассмотрим в следующей части.
Неподрессоренная масса (Теория)
Что такое неподрессоренная масса?
Понять, что такое неподрессоренная масса, несложно: это масса, не поддерживаемая «рессорами» — ну или другими несущими элементами подвески. То есть, все, что несет на себе подвеска – это подрессоренная масса: в нее входят кузов, рама, силовой агрегат и прочие элементы «верхней части» автомобиля. Все же, что находится «ниже амортизаторов и пружин» – это неподрессоренная масса, причем сами несущие элементы подвески тоже добавляют к неподрессоренной массе часть веса.
В число составляющих неподрессоренной массы входят диски, шины, тормозные механизмы, ступичные подшипники и сами ступицы, приводные валы, полуоси, ШРУС, балки и мосты подвески, а также сами пружины и амортизаторы – и рессоры, конечно. К слову, в английском языке термин «неподрессоренная масса» звучит как «unsprung mass» – то есть, «неподпружиненная масса», что несколько проще для понимания.
Дело в том, что самое важное — это соотношение подрессоренной и неподрессоренной масс. От него, к примеру, зависит плавность хода. Чем больше неподрессоренная масса, тем хуже плавность хода. Именно поэтому старые машины на тяжеленных колёсах и шкворневых подвесках этой самой плавностью не отличаются. Знакомая, наверное, многим картина: как только багажник оказался хорошо загружен — плавность хода увеличивается. Это именно за счёт изменения соотношения подрессоренных и неподрессоренных масс.
Как неподрессоренная масса влияет на плавность хода?
Начнем с простого: неподрессоренная масса как таковая влияет на плавность хода. Объяснить это просто: при наезде на дорожную неровность колесо и другие элементы неподрессоренной массы поднимаются вверх, передавая определенное усилие. Оно частично гасится элементами подвески, а частично передается на кузов – и от соотношения массы кузова и неподрессоренной массы зависит то, насколько ощутимым будет передающееся усилие. Условно говоря, если стукнуть два мяча друг о друга, сильнее сдвинется тот, что будет легче. Аналогичная ситуация и здесь: чем меньше будет неподрессоренная масса относительно подрессоренной, тем меньше будет ощущаться усилие, передаваемое ей на кузов. Ну а изменять это соотношение можно только за счет уменьшения неподрессоренной массы, поскольку увеличивать ради этого массу самого автомобиля никто не станет – работа идет как раз над обратным.
Наверное, не нужно быть Эйнштейном, чтобы понимать действие инерционных сил на автомобиль. Именно им мы обязаны всевозможными заносами и сносами. Но важно не только это. Чем больше неподрессоренная масса, тем сильнее на детали действуют инерционные силы. Допустим, вы двигаетесь на немолодом внедорожнике с зависимым задним мостом, при котором массивный редуктор, полуоси и ступицы с немаленькими колёсами. При проезде волнистого участка дороги будет очевидно, что задняя ось постоянно уплывает. Всё потому что задний мост под действием инерционных сил просто не всегда будет успевать возвращаться вниз. От этого сцепление будет ухудшаться, и ось начнёт «гулять». Эти же инерционные силы мешают эффективно тормозить тяжелыми колёсами. Да и разгоняться с такими труднее.
Пример неоптимального соотношения неподрессоренной и подрессоренной масс можно отследить на примере пикапов. У них грузовой отсек рассчитан на перевозку сравнительно больших грузов, и когда кузов пуст, неподрессоренная масса оказывает заметно большее влияние, чем могло быть в идеальных условиях: в результате автомобиль «козлит», подпрыгивает на неровностях и не обеспечивает большого комфорта. Когда же кузов загружен, подрессоренная масса вырастает, и ее соотношение с неподрессоренной становится больше – а значит, улучшается комфорт и плавность хода.
На что влияет неподрессоренная масса?
Чтобы полноценно ответить на этот общий вопрос, стоит понимать, что неподрессоренная масса – это не монолитный груз, подвешенный снизу на автомобиль, а сочетание разных деталей и элементов конструкции, выполняющих разные функции. Однако в целом она влияет на следующие характеристики автомобиля:
— устойчивость и стабильность автомобиля;
— расход топлива и динамические характеристики.
Выходит, что, изменив соотношение масс, можно увеличить плавность хода. И тут есть два пути. Можно увеличить подрессоренную, к примеру, ездить с балластом в багажнике, потеряв в расходе топлива и динамике. А можно уменьшить неподрессоренную. И это куда интереснее. Вот тут-то нам могут помочь кованые диски, вес каждого из которых может отличаться больше чем на 10 килограммов по сравнению с литьём. Кроме того, что они куда прочнее обычных стальных или литых. А ещё основная их масса сосредоточена ближе к ступице, что снижает момент инерции. Проще говоря, инерционные силы, действующие на раскрученное кованое колесо, куда меньше мешают ему двигаться поступательно, то есть в том направлении, куда нам хочется. Выходит, что просматривая объявления о продаже автомобилей, не стоит скептически относится к «переобутому» в кованые колёса лоту. Против физики не попрёшь. Лучше с ней дружить.
ВЕС ДИСКОВ ИМЕЕТ ЗНАЧЕНИЕ!
Тот факт, что большая масса автомобиля замедляет его ускорение и удлиняет тормозной путь, ни у кого сомнений не вызывает. В то же время, вопрос массы колёсных дисков и резины не так уж часто «всплывает» при обсуждении этой проблемы.
между тем эта масса имеет весьма большое значение: во-первых, эти детали входят в состав неподрессоренной массы автомобиля, а во-вторых от неё зависит такой важный показатель, как инерция вращения.
Неподрессоренная масса состоит из суммы масс резины, колёсных дисков, тормозных механизмов, некоторых частей подвески – в общем, всего того, что двигается вертикально относительно кузова автомобиля синхронно с колёсами. Неподрессоренная масса типичного автомобиля составляет около 15% его полной массы. Если не учитывать влияние упругих свойств авторезины, вся эта масса двигается вверх и вниз в зависимости от неровностей дороги.
Соотношение подрессоренной и неподрессоренной массы автомобиля является чрезвычайно важным показателем, так как сила, с которой неподрессоренные компоненты подталкивают автомобиль снизу вверх на неровностях дороги, должна выравниваться подрессоренной массой, которая принимает на себя эти толчки. В момент, когда колесо наезжает на бугор, на него начинает действовать сила, подбрасывающая колесо вверх со скоростью, которая зависит от упругости покрышки, размера бугра и скорости автомобиля. При этом, чем больше неподрессоренная масса, тем большую кинетическую энергию должна поглотить подвеска – если мы не хотим, чтобы так же была подброшена вверх подрессоренная масса, т.е. кузов со всем, что в нём находится. Таким образом, чем меньше неподрессоренная масса, тем мягче будет ход автомобиля. Если соотношение масс неблагоприятное, колеса не будут с достаточной силой прижиматься к поверхности дороги на неровностях – то есть пострадает не только мягкость хода, но и «хватка» автомобиля за дорогу.
Инерция – свойство объекта сопротивляться изменениям. Соответственно, инерция автомобиля – основная сила, которая преодолевается в процессе ускорения. В последующем, уже при движении, инерцию будет необходимо преодолевать уже для торможения. Если обратиться к точной формулировке из физики, то «инерция есть свойство материи оставаться в покое либо в состоянии равномерного поступательного движения до тех пор, пока к ней не будет приложена внешняя сила». Причём же тут колёса – кроме, конечно, того факта, что их масса является составной частью общей массы автомобиля? В отличие от большинства других деталей автомобиля, колёса раскручиваются, когда вы нажимаете на газ – тем самым вы придаёте им энергию для вращения. Чем колёса тяжелее, тем больше энергии и времени требуется на то, чтобы изменить скорость их вращения. Это ещё не всё – вместе с колёсными дисками и покрышками вращаются также тормозные диски и карданный вал, причём с той же скоростью. Ещё быстрее порой раскручиваются детали трансмиссии и консольная часть вала у заднеприводных и полноприводных автомобилей. Далее, коленвал, демпфер колебаний, маховик и муфты – все раскручиваются до оборотов двигателя, а это весьма высокий показатель. На низких передачах всем этим многочисленным деталям приходится раскручиваться на большую скорость за малые промежутки времени – а это значит, что сопротивление силы их инерции становится очень значительным.
Итак, каковы же последствия вышеизложенных проблем на практике? Для примера возьмём последнюю модель Honda Civic с колёсными дисками и резиной из специального набора для апгрейда. Стандартно автомобиль комплектуется резиной 185/65 производства Dunlop и стальными 14-дюймовыми дисками.
Каждое колесо при этом весило 15,5 кг. Их сменили на покрышки Nitto 205/40 и 17-дюймовые диски, при этом вес каждого колеса увеличился до 19,5 кг. Этих четырёх килограммов (26%) лишнего веса на каждое колесо хватило для того, чтобы мощность автомобиля по замерам на динамометрическом стенде снизилась на целых 5%. Это говорит о том, что увеличение массы вращающихся деталей даже на килограмм уже вполне существенно: в данном случае каждый килограмм, добавленный к каждому колесу Honda Civic, «съел» более 1% мощности, измеренной на колёсах.
Увеличение размеров дисков и колёс.
Предположим, вы ездите на 15-дюймовых дисках и резине 205/65. Это вполне заурядная конфигурация: в Австралии, к примеру, это стандартная комплектация полицейских машин. Диск весит около 9,5 кг, а типичная покрышка 205/65 – немногим менее 10 кг. Таким образом, у нас есть 4 колеса по 19,5 кг каждое.
Допустим, вы решили сохранить резину, но сменили диски на легкосплавные, 15-дюймовые. Допустим, они буду весить 8 кг, таким образом, каждое колесо станет весить 18 кг, сбросив полтора килограмма, или примерно 8%.
Вы какое-то время ездите вполне довольным, а затем решаете сменить покрышки на 16-дюймовые 225/50. Ваш выбор падает, скажем, на диски ROH Reflex весом 8 кг и резину Yokohama S1-Z, которая тянет на 10,7 кг. Таким образом, каждое колесо стало весить 18,7кг – в итоге по сравнению с оригинальным набором вы выиграли всего 0,7 кг на колесо, хотя и приобрели очень хорошие покрышки.
Продолжим наши выкладки. Допустим, вы решили ещё раз сменить и диски, и резину, «запав» на 17-дюймовые ROH Z5 по 8,5 кг каждый, и Yokohama A520 формата 235/45, по 11,9 кг каждая. Таким образом, вы довели вес каждого колеса до 22 кг – белее, чем на 20% тяжелее изначального. Такая прибавка вполне реально будет стоить вам замедленного разгона автомобиля.
Вероятно, покупая в следующий раз диски и покрышки, вы будете куда внимательнее относиться к их весу.
ВЕС ПОДВЕСКИ ИМЕЕТ ЗНАЧЕНИЕ!
Из вышесказанного стало ясно, что вес неподрессоренных масс, в частности колес влияет на ряд параметров такие как разгон и динамика автомобиля, износ тормозных колодок, т.к. чем больше инерция тем больше работы необходимо произвести тормозам чтобы остановить автомобиль, расход топлива конечно же, за счет облегчения крутящего момента колеса. Облегченной подвеске проще отрабатывать неровности, так так при разных массах колеса и подвески наезжая на одно и тоже препятствие, подвеска будет совершать возвратно поступательное движение, а соответственно чем больше масса подвески тем с большей инерцией ступица и рычаги будут совершать поступательное движение, значит нагрузка на амортизатор и узлы возрастет.
КАКОЙ ДОЛЖНА БЫТЬ НЕПОДРЕССОРЕННАЯ МАССА?
Обобщая и подытоживая все вышесказанное, можно сделать главный вывод: усилия инженеров направлены на максимальное уменьшение неподрессоренной массы. Увеличение отношения подрессоренной и неподрессоренной массы нельзя осуществить за счет увеличения подрессоренной массы, а это значит, что единственный способ реализовать желаемое отношение – уменьшить неподрессоренную. Именно поэтому в современных автомобилях мы видим алюминиевые подвески, кованые диски, независимые подвески, исключающие из неподрессоренной массы балки, мосты и карданы, и другие технические решения, направленные на ее снижение.